Тяжелые металлы в компонентах ландшафта азовского моря
Шрифт:
Роль гидробионтов в осаждении микроэлементов неоспоримо важна и разнообразна, связана как с непосредственной переработкой взвешенных и растворенных форм элементов при осуществлении многочисленных физиологических процессов, так и при высвобождении из состава разлагающихся тканей отмерших организмов (Свистунова, 1999; Доценко, 2006; Доценко, Федоров, Михайленко, 2012). Подобные процессы в Азовском море характеризуются значительными качественными и количественными показателями, поскольку здесь условия среды обитания весьма благоприятны для развития гидробионтов, и они формируют большие скопления.
Живые организмы в устьевых областях настолько многочисленны, что здесь проявляется так называемый биологический контур или «фильтр», который и вносит коррективы в функционирование барьерной экосистемы. По этой причине барьер следует обозначать как биогеохимический. Важное влияние растворенного органического вещества на формы миграции элементов в исследуемых зонах отмечали многие ученые (Глаголева, 1959; Варшал и др., 1999; Доценко, 2010; Доценко,
Глава 2. Объект и методы исследования
Согласно «Географической энциклопедии» основной категорией территориального деления географической оболочки, одним из фундаментальных понятий географии и объектов её изучения являются ландшафты или природно-территориальные комплексы. Некоторые исследователи считают термин «ландшафт» синонимом понятия «экосистема». Различают аквальные и наземные ландшафты. В нашем понимании аквального ландшафта, которое созвучно с представлением о нем как о «сложной динамической системе водного объекта, состоящей из биоты (гидробионтов и бентосных организмов), донного основания – илов, песков, гальки и т. д. (подводной почвы), рельефа дна, связанных между собой потоками вещества и энергии», Азовское море рассматривается как аквальный ландшафт, который на протяжении нескольких десятилетий подвергается воздействию человека, начиная с гидротехнического строительства на реках Дон и Кубань, экстенсивного рыболовства, добычи из русел и дна донных осадков, дампинга и заканчивая загрязнением. Характерной чертой моря является его проточность, обусловленная водообменом с Черным морем, реками Дон и Кубань, малыми реками и развитием сгонно-нагонных явлений. Поэтому в соответствии с представлениями М. А. Глазовской (1956, 2002) этот водоем можно отнести к трансаквальным ландшафтам, где происходит перманентный привнос и вынос материала в составе жидкого и твердого стока. В течение нескольких часов в Азовском море в результате ветрового воздействия может резко измениться динамика водных масс и верхнего слоя донных отложений, что влечет за собой трансформацию физико-химических факторов и процессов. В свою очередь это приводит к изменению характера распределения и поведения веществ, включая ТМ, на границах раздела сред «вода – атмосфера», «вода – взвешенное вещество» и «вода – донные отложения» (Федоров, 1999; Федоров и др., 2003). В связи с этим изучение ТМ в воде, взвешенном веществе и донных отложениях, как пронизанных органической жизнью компонентах ландшафта Азовского моря, представляется важным с географической и геохимической точек зрения. Это не противоречит представлениям К. М. Петрова (1989), В. А. Николаева (1996), А. Д. Хованского (1993), Л. А. Беспаловой (2006) и других исследователей аквальных ландшафтов, рассматривавших донные отложения в качестве консервативной субстанции, а, наоборот, позволяет более глубоко понять геохимию ТМ в обстановке, когда на неё оказывается постоянное и изменяющееся во времени и пространстве активное гидродинамическое воздействие. В этом отношении нам ближе представление об Азовском море как об аквальном ландшафте, который является одновременно транзитным и аккумулятивным (по терминологии Б. Б. Полынова, 1953).
Стрелками показаны взаимосвязи между различными объектами
Рис. 2.1. Схема исследования тяжелых металлов в объектах окружающей среды
Одним из направлений исследований «Ведущей научной школы» профессора Ю. А. Федорова является изучение распределения концентраций тяжелых металлов в окружающей среде, включая биоту поверхностных вод и человека. Объектами данного исследования были морские воды, взвешенное вещество, донные отложения и почвы, которые рассматриваются как компоненты ландшафтов Азовского моря и его бассейна. Как показано на схеме, представленной на рисунке 2.1, содержащиеся в них тяжелые металлы включаются в глобальный геохимический круговорот вещества и энергии и могут оказывать прямое или косвенное влияние на человека, как бы возвращая ему обратно то, что он извлек из недр Земли или синтезировал. Это хорошо согласуется с представлениями В. И. Вернадского: «Лик планеты – биосфера – химически резко меняется человеком сознательно и главным образом бессознательно. Меняется человеком физически и химически
Настоящая работа представляет собой результаты обобщения и анализа данных, которые были получены в ходе комплексных экспедиционных исследований, проведенных авторами и сотрудниками кафедры физической географии, экологии и охраны природы в дельте реки Дон, Таганрогском заливе и открытой части Азовского моря, в период с 1995 по 2014 гг.
2.1. Районирование акватории Азовского моря
Первое физико-географическое районирование акватории Азовского моря (рис. 2.2) предложено Н. М. Книповичем (1938). Было выделено 12 районов, в том числе собственно в море – 9 районов, Таганрогском заливе – 3. В отдельные районы автор выделил Керченское предпроливье Азовского моря и Кубано-Темрюкский район, подчеркнув их особую важность, соответственно, как зон смешения вод Черного и Азовского морей и кубанских вод с морскими.
В работе (Федосов, Виноградова, 1955) была предложена схема районирования Азовского моря по интенсивности водообмена. Как видно из рисунка 2.3, данная схема районирования, исключая Таганрогский залив, существенно отличалась от схемы Н. М. Книповича, которая нашла широкое применение в гидрологических, гидрохимических и биологических исследованиях водоема.
С 1958 г. АзНИИРХом принята несколько иная схема районирования (Клёнкин и др., 2007). Таганрогский залив также разбит на три района – восточный, центральный и западный, а собственно море – на 5: северный, западный, южный, центральный и восточный (рис. 2.4).
Рис. 2.2. Районирование акватории Азовского моря по Н. М. Книповичу (1938):
1 – Предпроливье; 2 – Западный; 3 – Юго-западный; 4 – Северо-западный; 5 – Северный; 6 – Северо-восточный; 7 – Запад Таганрогского залива; 8 – Центр Таганрогского залива; 8а – Восток Таганрогского залива; 9 – Железинская банка; 10 – Кубано-Ахтарский; 11 – Кубано-Темрюкский; 12 – Центральный
Рис. 2.3. Распространение средней солености (в %) по зонам Азовского моря и Таганрогского залива (за 100 % принята средняя соленость азовской морской воды, по Федосову, Виноградовой, 1955)
Рис. 2.4. Районирование Азовского моря по АзНИИРХ (Клёнкин и др., 2007)
Районы Таганрогского залива: 1 – Восточный; 2 – Центральный; 3 – Западный; Собственно море: 4 – Северный; 5 – Западный; 6 – Южный; 7 – Центральный; 8 – Восточный
Территориально Керченское предпроливье Азовского моря (по Н. М. Книповичу) совпало с южным районом собственно моря. Этот же год можно назвать годом начала систематического гидролого-гидрохимического изучения Азовского моря Государственным океанографическим институтом (ГОИН) и Азовским научно-исследовательским институтом рыбного хозяйства (ФГУП «АзНИИРХ»). Изучение производилось ГОИНом и АзНИИРХом по сети станций – соответственно по «вековым разрезам» (60 станций) и 34 стандартным станциям (рис. 2.5).
С 1995 г. по настоящее время сначала Ростовским государственным, а затем Южным федеральным университетом выполняются научно-исследовательские работы на разработанной проф. Ю. А. Федоровым сети станций мониторинга (рис. 2.6) (Федоров, 1999, Федоров и др., 2001).
Рис. 2.5. Карта-схема стандартных станций мониторинговых исследований АзНИИРХ в Азовском море (Клёнкин и др., 2007)
Рис. 2.6. Схема станций мониторинга Азовского моря (по Федорову, 1999)